นักเรียนเคยสงสัยหรือไม่ว่า สิ่งมีชีวิตมีลักษณะอย่างไรและพลังงานสำหรับการดำรงชีวิตได้มาจากไหนสิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ ทำไมเราจึงต้องศึกษาวิชาชีววิทยา ซึ่งคำถามเหล่านี้นักเรียนจะได้ศึกษาและค้นหาคำตอบต่อไป
1. สิ่งมีชีวิตคืออะไร
1.1 สิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์
มีผู้สังเกตแหนในอ่างที่อยู่ในบริเวณที่มีแสงแดดพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงดังภาพ
การสืบพันธุ์ (Reproduction) เป็นลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิต การสืบพันธุ์เป็นกระบวนการเพิ่มจำนวนของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (species) เพื่อดำรงรักษาเผ่าพันธุ์ไว้ โดยการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง การที่สิ่งมีชีวิตมีรูปร่างลักษณะคล้ายพ่อและแม่ของตนเนื่องจากมีการถ่ายทอดหน่วยพันธุกรรมที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ
1.2 สิ่งมีชีวิตต้องการสารอาหารและพลังงาน
พลังงานสำคัญต่อการมีชีวิต คือ สัตว์ได้พลังงานโดยการกินสัตว์หรือพืชอื่นเป็นอาหาร เช่นคางคกจับแมลง นกจิกกินหนอนหรือเมล็ดพืช กวางกินใบไม้ แมวกินหนู ส่วนพืชต้องการน้ำ แสงสว่าง และคาร์บอนไดออกไซด์ เราเองก็ต้องการอาหารทุกวัน ในบางประเทศมีอาหารไม่เพียงพอต่อการบริโภค ทำให้ประชาชนอดอยากมีร่างกายซูบผอม ถ้าคนและสัตว์อดอาหารนาน ๆ ก็จะตายในที่สุดสิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ถ้าปราศจากอาหารและพลังงาน
อาหารและพลังงานจำเป็นต่อการดำรงชีวิต คือ ในอาหารมีสารอาหารช่วยเสริมสร้างให้ร่างกายเจริญเติบโตซ่อมแซมเนื้อที่ชำรุด สารอาหารเหล่านี้บางชนิดสลายแล้วจะให้พลังงานเพื่อใช้ในการทำกิจกรรมต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น การเคลื่อนไหวร่างกาย การงอกของรากพืช รวมทั้งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ที่เรียกว่า เมแทบอลิซึม (Metabolism) ก็ต้องใช้พลังงานจากสารอาหาร
พลังงานที่อยู่ในสารอาหารมาจากดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งกำเนิดของพลังงานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตบนโลกพืชและสาหร่ายสีเขียวสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ที่อยู่ในเนื้อเยื่อของพืชโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง คนและสัตว์ได้รับการถ่ายทอดพลังงานมาโดยการกินกันเป็นทอด ๆ จากโซ่อาหารและสายใยอาหาร ทำให้ได้รับสารอาหารและพลังงานเพื่อการดำรงชีวิต
1.3 สิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโตมีอายุขัยและขนาดจำกัด
การเจริญเติบโต (Development) ของสิ่งมีชีวิต เซลล์มีการเพิ่มจำนวน มีการเพิ่มขนาด มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่างและมีการรวมกลุ่มของเซลล์ เพื่อพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะต่าง ๆ
สิ่งมีชีวิตบางชนิดขณะเจริญเติบโตไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง แต่สิ่งมีชีวิตบางชนิดขณะเจริญเติบโตมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างแตกต่างไปจากเดิมอย่างเห็นได้ชัดเจน เช่น ผีเสื้อ ยุง กบ เป็นต้นเมื่อสิ่งมีชีวิตเจริญเติบโตระยะหนึ่งก็จะตายไป อายุของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่เกิดจนตาย เรียกว่า อายุขัย (life span) อายุขัยของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดแตกต่างกันอย่างไร สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีอายุขัยจำกัดซึ่งมียีนเป็นตัวกำหนด อายุขัยของพืชมีความแตกต่างกัน เราอาจจะพิจารณาเป็นกลุ่ม พืชที่มีช่วงอายุสั้นมาก(ephemeral plant) เช่น บานชื่น ดาวเรือง บานเย็น แพงพวย ฝรั่ง ถั่วเขียว ถั่วลิสง และพืชตระกูลแตง เป็นต้น บางกลุ่มเป็น พืชที่มีช่วงอายุ 1 ปี (annual plant) เช่น ข้าว อ้อย สับปะรด เป็นต้น บางกลุ่มเป็น พืชกลุ่มที่มีช่วงอายุ 2 ปี (biennial plant) พืชพวกนี้มักมีลำต้นใต้ดินเมื่อใบและลำต้นแห้งเหี่ยวไป ยังมีลำต้นที่อยู่ใต้ดินสามารถงอกและเกิดดอกออกมาในปีถัดมา เช่น ว่านสี่ทิศ หอม กระเทียมเป็นต้น กลุ่มพืชที่มีช่วงอายุนานกว่า 2 ปี (perennial plant) อาจเป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น เช่น มะม่วงโพธิ์ หางนกยูง ประดู่ เต็งแก้ว ข่อย จำปี เป็นต้น การนับอายุของไม้ยืนต้นอาจนับได้จากจำนวนวงปีพืชบางชนิดเมื่อออกดอกและผลแล้วตาย เช่น ไผ่ ลาน เป็นต้น จากที่กล่าวมาแล้วสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีอายุขัยจำกัด
1.4 สิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า
พืชหลายชนิดมักเลื้อยพันหลัก เช่น บวบ น้ำเต้า ฟัก ถั่วฟักยาว ตำลึง เป็นต้น โดยอาศัยลำต้นพันไปรอบ ๆ หลักและมีมือเกาะ (tendril) พันรอบกิ่งไม้ที่อยู่ใกล้ ๆ เพื่อพยุงลำต้นขึ้นที่สูงเพื่อให้ใบได้รับแสงแดดต้นไม้บางชนิด เช่น ทานตะวัน จะหันดอกเข้าหาแสงอาทิตย์ ดอกบัว บางชนิดจะบานในตอนเช้าและจะหุบในตอนเย็น ใบพืชตระกูลถั่ว ในตอนบ่ายและเวลากลางคืนจะหุบใบห้อยลงมา เรียกว่า ต้นไม้นอน แมวเมื่อเห็นหนู จะวิ่งไล่ตะครุบเพื่อจับเป็นอาหาร เช่นเดียวกับ เหยี่ยวโฉบลงมาจับลูกไก่และนกไล่จิกแมลง นักเรียนจะเห็นได้ว่า สิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อหาอาหารหลบหลีกภัยจากศัตรูและมีการปรับตัวให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม เช่น อากาศที่หนาวจัดหรือร้อนจัดเกินไป ทั้งนี้เพื่อความอยู่รอดสภาพการณ์ของสิ่งแวดล้อมที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแสดงพฤติกรรม เรียกว่า สิ่งเร้า (stimulation) สิ่งเร้าของสิ่งมีชีวิตมีทั้ง สิ่งเร้าภายในและภายนอก ร่างกายของสิ่งมีชีวิตและปฏิกิริยาที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเรียกว่า การตอบสนอง (response)
1.5 สิ่งมีชีวิตมีการรักษาดุลยภาพของร่างกาย
จากการนำสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น อะมีบา พารามีเซียม มาใส่ในสารละลายที่ความเข้มข้นต่ำกว่าสารละลายภายในเซลล์ พบว่าโครงสร้างภายในเซลล์ที่ เรียกว่า คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล(Contractile vacuole) มีการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่าง
1.6 สิ่งมีชีวิตมีลักษณะจำเพาะ
ทุกคนคงสามารถระบุชื่อของสิ่งมีชีวิตได้ถูกต้อง เพราะสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะจำเพาะอาจสังเกตได้จากลักษณะภายนอก เช่น รูปร่าง ขนาด ความสูง สีผิว ลักษณะเส้นขน จำนวนขา ลักษณะพื้นผิวที่เรียบหรือขรุขระ หรือมีความมัน ลักษณะของหนาม เป็นต้น ลักษณะบางอย่างต้องตรวจสอบด้วยการทดลอง เช่น การชิมรส การดมกลิ่น เป็นต้น แม้แต่เสียงร้องของสัตว์ ผู้ชำนาญก็จะสามารถบอกได้ว่า เป็นเสียงร้องของสัตว์ชนิดใด แสดงว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดก็จะมีลักษณะเฉพาะเป็นเอกลักษณ์ตามชนิดของตนซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่น
1.7 สิ่งมีชีวิตมีการจัดระบบ
สิ่งมีชีวิตแม้ประกอบด้วยเซลล์เดียวก็มีการจัดระบบ (organization) หน้าที่ในการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ภายในเซลล์ เช่น คลอโรพลาสต์ ทำหน้าที่สร้างอาหารให้แก่เซลล์ ไมโทคอนเดรีย เป็นแหล่งให้พลังงาน แวคิวโอลควบคุมสมดุลของน้ำหรือเป็นที่เก็บผลึกของสารพิษ นิวเคลียส ทำหน้าที่ควบคุมการทำกิจกรรมต่าง ๆ ของเซลล์ เป็นต้น สิ่งมีชีวิตที่มีหลายเซลล์ก็มีการจัดระบบภายในร่างกาย มีการทำงานร่วมกันเพื่อทำให้ดำรงชีวิตอยู่ได้ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่อยู่ในบริเวณเดียวกันเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตส่วนสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันรวมกันอยู่ ณ บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ในช่วงเวลาหนึ่ง เรียกว่าประชากรและสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด มีหน่วยพื้นฐานที่มีชีวิต คือ เซลล์
แบบฝึกหัด
แบบฝึกหัดเรื่องธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
แบบฝึกหัด
แบบฝึกหัดเรื่องธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น